JPH0420477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、管継手、特に立坑内から地盤に圧入
される推進管として使用されるコンクリート管の
ようなセメント系の管やセラミツク製の管の接続
に適する管継手に関する。

（従来技術） 地盤に管を埋設して地中に管路を形成するた
め、地盤に構築された立坑から複数の管を順次に
地盤中に圧入し、これらの推進する管推進工法が
知られていた。この工法では、地盤中に先に圧入
された先行の管とこれに引き続いて圧入される後
続の管とは管継手を介して相互に接続され、先行
の管は後続の管に及ぼされる推進力の作用下で前
記管継手および後続の管とともに地盤中を推進さ
れる。

推進管として、鋼管の他に該鋼管に比べて低弾
性で変形性に乏しく比較的破損し易いという性質
を有するコンクリート管のようなセメント系の管
やセラミツク系の管が用いられている。このよう
な性質の管の接続に用いられる管継手は、従来、
管の端部を受け入れ可能の円筒状のカラーと、該
カラーの内周面から前記カラーの軸線に垂直な垂
直面に沿つて伸びる、前記管が当接可能の環状の
フランジとで構成され、前記後続の管に推進力が
及ぼされるときに該推進力を先行の管に伝達する
作用をなす前記フランジはその両面が前記垂直面
と平行な面から成る。前記管の端部が前記カラー
に同軸的に受け入れられるとき、各管の端面はそ
の全面が前記フランジの各面に当接する。

ところで、予期しない地質の変化等のために、
管継手および後続の管を介して推進力が及ぼされ
ている先行の管がその推進計画線から反れること
がある。推進方向に変化が生じると、同軸状態に
あつた先行の管および管継手の両軸線が互いに交
差する状態となる。このとき、管継手の前記フラ
ンジはその両面が前記カラーの軸線に垂直である
ことから、先行の管の端面と管継手のフランジと
の接触状態は面接触状態から前記管の端面の外周
縁部の一点が前記フランジの垂直面に当接した状
態である点接触状態に変化する。

先行の管の推進方向に変化があつたことは、通
常、その変化のあつた時点から時を経た後に判明
する。したがつて、推進方向に変化が生じたこと
が判明し、推進方向を修正するまでの間の前記先
行の管の推進のための前記推進力の伝達は点接触
状態でなされることになる。この間、前記先行の
管の外周縁部の接触点には応力の集中現象が生
じ、このために前記接触点から前記外周縁部近傍
にクラツクが発生し、また、前記外周縁部近傍が
破損することが多い。

また、推進計画線に沿つて推進される先行の管
は実際には一定の許容範囲以内で蛇行しながら推
進される。したがつて、推進中の先行の管の端面
と管継手のフランジとは常に面接触状態に維持さ
れているわけではなく、面接触と点接触とが繰り
返される。この繰り返しの点接触による繰り返し
応力の作用が前記管の端面の外周縁部の強度を低
下させ、これが前記クラツクの発生または前記破
損を助長していた。

さらに、管の製作誤差等のために、管の端面の
外周縁部または内周縁部の近傍が前記管継手のフ
ランジに点接触をする場合があり、この場合に
は、推進力の管の軸線と管継手の軸線とが平行で
あるにも拘らず、前記外周縁部または内周縁部に
応力が集中し、この部位にクラツクが生じあるい
はこの部位が破損することがあつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、推進中のセメント系、セラミ
ツク系等の管の外周縁部におけるクラツクの発
生、破損をできる限り回避することができる管継
手を提供することにある。

（発明の構成） 本発明に係る管継手は、管の端部を受け入れ可
能のカラーと、前記カラーの内周面から前記カラ
ーの軸線に垂直な垂直面に沿つて伸びる、前記管
が当接可能な環状のフランジとから成り、前記フ
ランジがその少なくとも一方の面に、前記管の端
部が前記カラーに同軸的に受け入れられ、前記フ
ランジに当接するときに前記管の端面の外周縁部
と前記フランジとの間に間〓が生じるように形成
された、前記フランジの他の一方の面に向けて伸
びる逃げ面部を有することを特徴とする。

（発明の作用および効果） 本発明に係る管継手によれば、これを、管路の
敷設のために立坑から地盤に先に圧入されたセメ
ント系あるいはセラミツク系の管から成る先行の
管と、該管に引き続いて圧入される、該管と同系
の管から成る後続の管との接続に用いる場合、後
続の管に推進力を与える間に、管継手のカラーと
同軸状態にあつた先行の管が地質の急変等によつ
て推進方向が変化し、先行の管の軸線と管継手の
カラーの軸線とが交差すると、同軸状態にあつた
ときの先行の管の端面の外周縁部と前記フランジ
との間の間〓を前記外周縁部が前記両軸線の交差
角度の大きさに応じて前記フランジに向けて移動
する。

先行の管の端面の外周縁部がフランジに接触し
ない場合、前記先行の管の外周縁部に応力の集中
が生じることはなく、したがつて、先行の管の軸
線と管継手のカラーの軸線との交差角度が所定の
範囲内にあれば、推進方向が変化した先行の管に
推進力が付与されても、先行の管の端面の外周縁
部およびその近傍にクラツクが生じあるいは外周
縁部およびその周辺が損傷することはなく、ま
た、前記クラツクの発生、前記損傷が助長される
こともない。

さらに、前記交差角度が許容範囲を越え、先行
の管の端面の外周縁部が管継手のフランジに接す
ることとなつても、先行の管と管継手のカラーの
軸線とが交差すると直ちに前記管の端面の外周縁
部に応力が負荷する前記従来の場合に比べ、時間
的に遅れて前記外周縁部に応力が負荷される。こ
のため、前記応力の負荷による前記外周縁部への
クラツクの発生前における前記管の推進方向の変
化の発見およびその推進方向の修正を容易にす
る。

前記間〓を生じさせるために形成される逃げ面
部は、軸線が前記カラーの軸線上にありかつ直径
が前記フランジの一方の面から他の一方の面に向
けて漸増する截頭円錐面で構成することができ
る。この場合には、前記交差角度の大きさが前記
截頭円錐面と前記垂直面との成す角度と等しいと
き、前記外周縁部はフランジの截等円錐面と線接
触をするため、これが点接触をする従来の管継手
に比べて、後続の管に付与される推進力のために
前記外周縁部に及ぼされる応力の集中度は小さ
い。このため、従来の管継手を使用する場合に比
べて、管の外周縁部でのクラツクの発生率、前記
外周縁部の損傷率をより小さくすることができ
る。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついて以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１図に示すように、本発明に係る管継手１０
は、円形の横断面を有するセメント系の管の一種
であるコンクリート管１２，１４相互の接続のた
めに適用され、これらのコンクリート管の端部１
２ａ，１４ａを受け入れ可能の円筒状のカラー１
６と、該カラーの内周面からカラー１６の軸線に
垂直な垂直面（図示せず）に沿つて伸びる、カラ
ー１６と一体の環状のフランジ１８とから成る。
管継手１０は、前記セメント系の管の外にセラミ
ツク系の管の相互接続に適する。

想像線で示すコンクリート管１２，１４のそれ
ぞれの両端部は、その外径が、その余の部分すな
わち中間部１２ｂ，１４ｂの外径より小さい。各
コンクリート管はその一方の端部が、該コンクリ
ート管の中間部１２ｂ，１４ｂの外径にほぼ等し
い外径と、コンクリート管の端部１２ａ，１４ａ
の外径より大きい内径とを有するカラー１６に同
軸的に受け入れられている。各コンクリート管
は、その軸線に垂直な端面２０（第２図）を有す
る。

カラー１６の各端部には、その開放端近傍の内
周面に、各コンクリート管の端部とカラー１６と
の間に配置されるリング状のシール（図示せず）
をコンクリート管の端部に設けられた周溝２１と
共同して受け入れることができる周溝１９が形成
されている。周溝１９が形成されている部分はそ
の他の部分よりも肉厚が大きく、周溝１９は凹部
１９ａと、該凹部の両側にあつてこれに連なる一
対の凸部１９ｂとに規定されている。一対の凸部
１９ｂを設けることにより、前記シールの外周面
が当接することとなる凹部１９ａの凹面の傷付き
を防止し、該傷付きに伴なうコンクリート管およ
びカラー１６間の液密性の低下を防止することが
できる。また、一対の凸部１９ｂは、前記シール
を配置する際の該シールの位置決めの手掛り、お
よび、凹部１９ａに受け入れられた前記シールが
カラー１６の軸線方向へ移動することにより生じ
るはみ出しを防止する作用を成す。

第２図に示すように、管継手１０のフランジ１
８はカラー１６の軸線方向のほぼ中央部に位置
し、カラー１６の各開放端に面する面２２，２４
を有する。

フランジ１８の各面２２，２４は、コンクリー
ト管１２，１４の各端部がカラー１６と同軸状態
でフランジ１８に当接するとき、各コンクリート
管の端面２０の外周縁部２０ａとフランジ１８と
の間に間〓２６（但し、一方の面２２に関しての
み示す。）が生じるように形成された逃げ面部２
２ａ，２４ａを有する。これらの逃げ面部は、フ
ランジ１８の直径方向における外方側にあつて、
互いに他の一方の面２２，２４に向けて伸び、前
記垂直面に関して対称である。フランジ１８の一
方の面２２および他の一方の面２４は、逃げ面部
（以下、第１の逃げ面部という。）２２ａ，２４ａ
からフランジ１８の内周縁部１８ａに向けて伸び
かつ前記垂直面に平行な垂直面部２２ｂ，２４ｂ
と、該垂直面部から互いに他の一方の面２２，２
４に向けて伸びかつ前記内周縁部１８ａに連なる
逃げ面部（以下、第２の逃げ面部という。）２２
ｃ，２４ｃと、第１の逃げ面部２２ａ，２４ａか
らフランジ１８の外周縁部１８ｂに向けて伸びか
つ前記垂直面に平行な垂直面部２２ｄ，２４ｄと
を有する。

前記第１の逃げ面部は、これらを両面２２，２
４に形成する図示の例に代えて、いずれか一方の
面にのみ形成してもよい。また、前記第２の逃げ
面部は、その形成を省略することが可能である。
したがつて、例えば、一方の面２２を第１の逃げ
面部２２ａを有する面とし、かつ、他の一方の面
２４を垂直面部のみから成る面とすることができ
る。

フランジ１８についてさらに説明すると、フラ
ンジ１８の内周縁部１８ａの直径は各コンクリー
ト管の内径より大きい。フランジ１８の各面、代
表的に一方の面２２における第１の逃げ面部２２
ａは、軸線がカラー１６の軸線上にありかつ直径
がフランジ１８の一方の面２２から他の一方の面
２４に向けて漸増する截頭円錐面から成る。前記
截頭円錐面と前記垂直面との成す角度は、例えば
２〜３度とすることができる。

垂直面部２２ｂには、管継手１０の重量軽減の
ために、周方向に間隔をおいて複数の孔２８を設
けることが好ましい。

図示のコンクリート管１２，１４は地中に管路
を敷設するための管推進工法における推進管とし
て使用される。前記管推進工法においては、地盤
（図示せず）に構築された立坑（図示せず）から
該立坑に設置された推進装置（図示せず）によ
り、コンクリート管１２，１４が順次に地盤に圧
入される。両コンクリート管１２，１４の相互接
続は、コンクリート管１２を地盤に圧入した後、
コンクリート管１２の推進方向における後方の端
部（後端部）１２ａをカラー１６の一方の端部が
取り巻くように管継手１０をコンクリート管１２
に取り付け、先行のコンクリート管１２に引き続
いて前記立坑から推進される後続のコンクリート
管１４の前方の端部（前端部）１４ａを管継手１
０の他方の端部内に挿入することにより行なわれ
る。このとき、コンクリート管１２、管継手のカ
ラー１６およびコンクリート管１４の各軸線は同
一の軸線上に位置し、コンクリート管１４に付与
される推進力は、コンクリート管１２の端面２０
が管継手のフランジの垂直面部２２ｂに面接触し
た状態で管継手１０のフランジ１８を介して先行
のコンクリート管１２に伝達される。

前記管推進工法においては、予期しない地質の
変化等のために、管継手１０および後続のコンク
リート管１４を介して推進力が及ぼされている先
行のコンクリート管１２がその推進計画線から反
れることがある。推進方向に変化が生じると、管
継手のカラー１６の軸線に対してこれと同軸状態
にあつた先行のコンクリート管１２の軸線が交差
する。その結果、フランジの一方の面２２の垂直
面部２２ｂと面接触状態にあつたコンクリート管
１２の端面２０は、その外周縁部２０ａよりも径
方向内方の位置で、逃げ面部２２ａと垂直面部２
２ｂとの境界で前記フランジと点接触をし、ま
た、外周縁部２０ａは逃げ面２２ａである前記截
頭円錐面に対して非接触状態、または、さらに交
差角度が増大するときは線接触状態を経て点接触
をする状態となる。

前記非接触状態の場合、外周縁部２０ａに前記
推進に伴なう応力が作用することはなく、したが
つて、外周縁部２０ａにおけるクラツクの発生、
破損はない。また、点接触する部位は、外周縁部
２０ａよりも径方向における内方部分であること
から、外周縁部２０ａにおける場合と比較してそ
の応力の集中度合は小さく、また、コンクリート
管１２に有効に分散されるために、この部位にク
ラツクや破壊が生じることはほとんどない。ま
た、前記交差角度が第１の逃げ面部２２ａと前記
垂直面との成す角度に等しいとき、外周縁部２０
ａは前記第１の逃げ面部と線接触をする。このた
めに、点接触をする場合と比べて外周縁部２０ａ
に対する応力の集中度は小さい。さらに、前記交
差角度が増大する場合、外周縁部２０ａは、一方
の面が垂直面部のみから成る従来の管継手のよう
に垂直面部２２ｄに点接触することとなるが、前
記従来の管継手と異なり、外周縁部２０ａの前記
点接触まで角度的なしたがつて時間的な余裕があ
ることから、外周縁部２０ａにクラツクが生じる
前にコンクリート管１２の推進方向の変化を知る
ことが容易であり、また、その修正が容易であ
る。

また、コンクリート管の製作誤差等のために、
推進中のコンクリート管の軸線と管継手のカラー
の軸線とが平行であるにも拘らず、コンクリート
管１２，１４の端面の内周縁部近傍に応力が集中
することがある。この現象は、第２の逃げ面２２
ｃ，２４ｃを設けることにより、前記端面の内周
縁部近傍の管継手のフランジとの片当りを生じさ
せ前記内周縁部近傍にクラツクを発生させあるい
は破壊を生じさせるような前記フランジへの接触
を阻止することができる。

なお、言うまでもないが、発明に係る管継手１
０は、前記推進管相互の接続だけでなく、他の用
途のセメント系あるいはセラミツク系の管の接続
のために使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管継手をその軸線方向に
沿つて切断して示す縦断面図、第２図は第１図の
部分拡大図、第３図は管継手の部分側面図であ
る。 １０：管継手、１２，１４：コンクリート管、
１６，１８：管継手のカラーおよびフランジ、１
９：周溝、２０：コンクリート管の端面、２０
ａ：コンクリート管の端面の外周縁部、２２，２
４：管継手のフランジの一方の面および他の一方
の面、２６：コンクリート管の端面の外周縁部と
フランジとの間の間〓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管の端部を受け入れ可能のカラーと、前記カ
   ラーの内周面から前記カラーの軸線に垂直な垂直
   面に沿つて伸びる、前記管が当接可能の環状のフ
   ランジとから成り、前記フランジはその少なくと
   も一方の面に、前記管の端部が前記カラーに同軸
   的に受け入れられ、前記フランジに当接するとき
   に前記管の端面の外周縁部と前記フランジとの間
   に間〓が生じるように形成された、前記フランジ
   の他の一方の面に向けて伸びる逃げ面部を有す
   る、管継手。 ２ 前記逃げ面部は、軸線が前記カラーの軸線上
   にありかつ直径が前記フランジの一方の面から他
   の一方の面に向けて漸増する截頭円錐面から成
   る、特許請求の範囲第１項に記載の管継手。 ３ 前記カラーは、前記カラーと前記管との間に
   配置されるシールを受け入れることができる周溝
   を有する、特許請求の範囲第１項に記載の管継
   手。 ４ 前記周溝は、前記カラーの内周面に形成され
   た凹部および該凹部の両側にあつてこれらに連な
   る一対の凸部に規定されている、特許請求の範囲
   第３項に記載の管継手。